一种防御性抗震建筑结构体系及其施工方法

技术领域

本发明属于房屋建筑领域，具体涉及一种防御性抗震建筑结构体系及其施工方法。

背景技术

抗震是房屋建筑面临的最重要的课题之一。目前的房屋建筑在发生较强地震时，抗震性能不是很理想，地震时房屋整体破坏，难以修复，需要改进，以进一步提高房屋的安全性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种防御性抗震建筑结构体系，以解决现有建筑地震时整体破话，难以修复的问题，彻底全面保护人民的生命财产在地震时的安全。

本发明的另一目的是提供一种防御性抗震建筑结构体系的施工方法。

本发明的技术方案是：一种防御性抗震建筑结构体系，包括永久性结构和防御性子结构，永久性结构由柱体、房梁、剪力墙和楼板搭建组成，防御性子结构由防御柱、防御梁、防御墙、防御楼板和防御斜杆连接组成，防御性子结构与永久性结构连为一体共同构成统一完整的建筑结构体系。

作为本发明的进一步改进，防御性子结构与永久性结构之间为可拆卸连接。

作为本发明的进一步改进，防御柱、防御梁、防御墙、防御楼板和防御斜杆采用装配式构件。

一种防御性抗震建筑结构体系的施工方法，包括以下步骤：

A、通过弹塑性地震时程分析，通过进行地震数值模拟分析，找出建筑结构的地震损坏部位、区域和先后次序，对这些地震先损坏部位进行规划，反复调整全结构的刚度匹配关系，直至最终确定防御性子结构的型式、位置和范围；

B、根据步骤A的计算结果，在地震先损坏部位采用防御性子结构，在其他部位采用永久性结构，防御性子结构和永久性结构共同构成建筑结构体系，永久性结构由柱体、房梁、剪力墙和楼板搭建组成，防御性子结构由防御柱、防御梁、防御墙、防御楼板和防御斜杆连接组成。

作为本发明的进一步改进，防御性子结构与永久性结构之间为可拆卸连接。

作为本发明的进一步改进，防御柱、防御梁、防御墙、防御楼板和防御斜杆采用装配式构件。

本发明的有益效果是：本发明的房屋结构体系由永久性结构和防御性子结构共同构成，发生地震时，永久性结构和防御性子结构共同抵御地震作用，在地震作用下，防御性子结构率先发生地震耗能和形变，防御性子结构的形变耗散了地震能量，保护了永久性结构的完好。由于防御性子结构与永久性结构之间为可拆卸连接，震后，可将防御性子结构进行替换并重新安装修复，以恢复整体结构体系的初始抗震目标。

附图说明

图1是本发明一种防御性抗震建筑结构体系的平面结构示意图；

图2是本发明一种防御性抗震建筑结构体系的立面结构示意图。

图中：11-柱体；12-房梁；13-剪力墙；14-楼板；21-防御柱；22-防御梁；23-防御墙；24-防御楼板；25-防御斜杆。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种防御性抗震建筑结构体系，包括永久性结构和防御性子结构，永久性结构由柱体11、房梁12、剪力墙13和楼板14搭建组成，防御性子结构由防御柱21、防御梁22、防御墙23、防御楼板24和防御斜杆25连接组成，斜杆25斜向连接在防御柱21之间，防御性子结构与永久性结构连为一体共同构成统一完整的建筑结构体系。

防御性子结构与永久性结构之间为可拆卸连接。防御性子结构与永久性结构之间采用可拆卸式抗震节点。

防御柱21、防御梁22、防御墙23、防御楼板24和防御斜杆25采用预制装配式构件。

图中，灰色部分表示防御性子结构，其余部分为永久性结构。防御柱21、防御梁22、防御墙23、防御楼板24和防御斜杆25可以是钢构件，也可以是混凝土构件，其与永久性结构中的柱体11、房梁12、剪力墙13和楼板14相匹配。

一种防御性抗震建筑结构体系的施工方法，包括以下步骤：

A、通过弹塑性地震时程分析，通过进行地震数值模拟分析，找出建筑结构的地震损坏部位、区域和先后次序，对这些地震先损坏部位进行规划，反复调整全结构的刚度匹配关系，直至最终确定防御性子结构的型式、位置和范围；

B、根据步骤A的计算结果，在地震先损坏部位采用防御性子结构，在其他部位采用永久性结构，防御性子结构和永久性结构共同构成房屋结构体系，永久性结构由柱体11、房梁12、剪力墙13和楼板14搭建组成，防御性子结构由防御柱21、防御梁22、防御墙23、防御楼板24和防御斜杆25连接组成。防御性子结构2与永久性结构1之间通过螺栓连接。

本发明防御性抗震建筑结构体系需要进行地震反应分析来确定匹配的防御性子结构的刚度、变形，使得地震反应在防御性子结构中强烈发生，在永久性结构中减弱发生。通过弹塑性动力时程分析，确定构件的破坏次序，将首先破坏的结构确定为防御性子结构。

防御性子结构可以是建筑物具有使用功能的专门设计的有机部分，也可以是不为建筑物提供使用功能的专门设计的抗震结构。

防御性子结构处于整个房屋结构体系中的若干区域，可以是全楼高设置，也可以是部分楼高设置，如何设置取决于结构整体的弹塑性地震时程分析，通过调整防御性子结构的结构布置、结构类型、刚度分布等实现防御性子结构先于永久性结构破坏，从而有效保护永久性结构的安全性，达到牺牲防御性子结构而保护永久性结构的目的。

为了实现防御性子结构的率先形变，保证永久性结构不发生损坏，可以在永久性结构中采用主动防震的方法，设置抗震消能构件，结合地震响应分析，从而提高抗震性性能。

发生地震时，永久性结构和防御性子结构共同抵御地震作用，在地震作用下，防御性子结构率先发生地震耗能和形变，防御性子结构的形变耗散了地震能量，保护了永久性结构的完好。震后，可将防御性子结构进行替换并重新安装修复，以恢复整体结构体系的初始抗震目标。遭遇下次地震时，重复前次地震时的抗震功能。

实施例1、

某房屋建筑的结构体系，通过弹塑性地震时程分析，确定防御性子结构的位置和结构如下：如图1、图2所示，在建筑的角部设置防御柱21、防御梁22、防御楼板24和斜杆25；在建筑中央设置防御柱21、防御梁22和防御楼板24，且建筑中央设计为双柱结构，即在柱体11旁设置防御柱21，防御柱21损坏后便于更换，而不影响整体结构体系的稳定性；在建筑的边部中部设置防御墙23。